山西省名校联考2021-2022学年高二（上）期末物理试题

这是一份山西省名校联考2021-2022学年高二（上）期末物理试题，共10页。试卷主要包含了本试卷分选择题和非选择题两部分，本卷命题范围，如图所示，人造卫星在轨道3等内容，欢迎下载使用。
考生注意：
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间90分钟。
2.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
3.本卷命题范围：必修第一~三册(除最后两节)，选择性必修第二册第一~三章。
一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一个选项正确，第9~12题有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1.物理学在发展完善的过程中，不同年代的物理学家对物理现象进行观察、思考和研究，在实验论证、逻辑推理、演绎论证等基础上建构了现在比较完善的体系.下列关于物理学重大历史事件描述合理的是
A.19世纪30年代，库仑提出一种观点，认为在电荷的周围存在着由它产生的电场.电荷之间通过电场相互作用
B.为解释磁体产生磁场，伏特提出了分子电流假说.认为在物质内部，存在着一种环形电流——分子电流，分子电流使每一个物质微粒都成为微小的磁体，它两侧相当于两个磁极
C.1831年，法拉第在－一次科学报告会上，当众表演了一个实验，一个铜盘的轴和铜盘的边缘分别连在“电流表”的两端.他摇动手柄使铜盘在磁极之间旋转，“电流表”的指针随之摆动.这是根据电磁感应现象制造的最早的圆盘发电机
D.1820年，特斯拉在－一次讲课中，他偶然地把导线放置在一个指南针的上方，通电时指南针转动了.这就是电流的磁效应，首次揭示了电与磁的联系
2.一物体静止于光滑水平面上，从t=0开始，物体受到一个水平恒力F的作用.如果用a、x、Ek、P分别表示物体的加速度、位移、动能和恒力F的功率，则以下四个图像中能定性描述这些物理量随时间变化关系的是
A. B. C. D.
3.x轴上A、B、C、D四个位置的坐标如图所示，现在O点和D点分别固定一个电量为Q的正点电荷，已知A、B两点的场强大小分别为EA、EB，电势分别为φA、φB.则以下说法正确的是
A.EA>EB，φAEB，φA>φB
C.EA、EB，φA3a的区域内存在垂直x轴方向的匀强电场(图中未画出)，从原点O沿y轴正方向发射的粒子刚好从磁场右边界上P(3a，a)点离开磁场进入电场，经电场偏转后到达x轴上的Q点，到Q点速度恰好沿x轴正方向，已知粒子质量为m，电荷量为q，不计粒子重力，求：
(1)粒子经过P点的速度大小和方向；
(2)电场强度的大小和方向；
(3)粒子从O点运动到Q点所用时间.
山西2021~2022学年高二上学期期末考试.物理
参考答案、提示及评分细则
1.C 19世纪30年代，法拉第提出一种观点，认为在电荷的周围存在着由它产生的电场.电荷之间通过电场相互作用.选项A错误.为解释磁体产生磁场，安培提出了分子电流假说.认为在物质内部，存在着一种环形电流——分子电流，分子电流使每－一个物质微粒都成为微小的磁体，它的两侧相当于两个磁极.选项B错误.1820年，奥斯特在一次讲课中，他偶然地把导线放置在一个指南针的上方，通电时指南针转动了.这就是电流的磁效应，首次揭示了电与磁的联系.选项D错误.
2.D 物体运动的加速度恒定，则a－t图线应为平行于t轴的直线，选项A错误；匀变速直线运动的位移，因为a恒定，故x－t图像为时间t的二次函数，选项B错误；根据速度公式有v=at，所以物体的动能，因为m和a恒定，故Ek－t为二次函数图线，选项C错误；P=Fv=Fat，因为F和a恒定，故P－t为正比例函数图线，选项D正确.
3.A O点的电荷在A、B两点产生的场强大小相等，方向相反；D点的电荷在A、B两点产生的场强大小不等，方向相同，由场强的叠加可知A点的场强大于B点；O点的电荷在A、B两点产生的电势为正，大小相等；D点的电荷在A、B两点产生的电势为正，大小不等，由电势的叠加可知，A点的电势小于B点的电势；所以选项A正确，B、C错误；在x轴上与A点场强相同点只有一个，选项D错误.
4.A 考查学生对通电导线周围磁场的理解，能够应用安倍定则判别电流周围的磁场方向.
5.B
6.C卫星在圆轨道2上运行时，无需动力，卫星的重力势能不断转化为动能，卫星速度增大，故A、B错误；根据开普勒第三定律可知，卫星在轨道3.上运行的周期大于在轨道1、2上运行的周期，故C正确；卫星在轨道2上的P点变轨时，要减速做向心运动才能沿轨道1运动，故D错误.
7.B 在直流电路中，在电路稳定时，R2与电容器串联的支路不通，因此电容器两端的电压等于R1两端的电压，增大R1的阻值，R1两端的电压增大，电容器两端的电压增大，由可知，电容器两极板间的电场强度增大，因此板间带电油滴受到的电场力增大，会向上运动，A项错误；增大R2的阻值不改变电路中的总电阻，不改变R1两端的电压，因此电容器中的油滴仍保持静止，B项正确；增大两板间的距离，而电容器的两板间的电压一定，由可知，板间的场强减小，油滴受到的电场力减小，油滴会向下运动，C项错误；断开电键S，电容器会通过R1、R2进行放电，使板间场强减小，油滴受到的电场力减小而向下运动，D项错误.
8.D 由电动势表达式可知，t=0.05s时线框与中性面平行，感应电动势为0，故线框中磁通量变化率为0，故A错误；线框绕中心轴OO'匀速运动时，产生的电压为：u=220sin(100πt)V，故输入变压器的电压的有效值为U=220V，灯泡能正常发光，故变压器的输出电压为20V，根据变压比公式有：，故B错误；电路中熔断器熔断电流为0.4A，此时根据能量守恒定律，有：，解得：n=11，故副线圈两端并联“20V 8W”的灯泡最多不能超过11只，故C错误；若线框转速减半，根据公式Em=NBS，产生的电动势最大值也减半，且，则产生的电动势为：e=110sin(50t)V，故D正确.
9.BC
10.BD UMP=UMN+UNP=7V，A项错误，B项正确；斜边长MP==5cm.在MP上取一点S，使，则连线NS为等势线，显然MP和NS不垂直，所以MP在电场线上的投影长度小于5cm.根据公式，V/m=140V/m；.C错、D对.(如图，作PP′∥NS，MP′⊥PP′，在直角三角形MP′P中，斜边MP=5cm，电场方向与直角边MP′平行.dMP=MP′.)
11.BD 12.ABD
13.(1)10.44(2分) (2)C(1分) (3)(2分)
光电门的高度偏高或者偏低，小球的球心没有通过光电门(1分)
14.(1)③99.0(1分) 偏小(1分) (2)①如图(2分) ②100.0(2分) ③串联(1分) 2900.0(2分)
解析：(1)③电流表G1的量程为3mA，由图乙所示表盘可知，流过电流表的电流为3.0mA，滑动变阻器滑片位置不变，闭合开关S2时认为电路总电流大体不变，流过电流表的电流变为2.0mA，则流过电阻箱的电流为1.0mA，流过电阻箱的电流等于流过电流表的电流的一半，由并联电路特点可知，电阻箱的阻值为电流表内阻的两倍，则电流表内阻为99.0Ω；由于闭合开关S时，电路总电阻减小，电路总电流变大，大于3mA，但实验认为电路电流不变，因此当流过电流表电流为2.0mA时，流过电阻箱的电流大于1.0mA，电流表内阻大于电阻箱阻值的一半，因此电流表内阻测量值小于真实值.
(2)①根据②中数据，并联电路两端电压相等，可以让电流表G1与电阻箱并联，然后与电流表G2串联.
②根据电路结构可得电流表G1的内阻=100.0Ω.
③把电流表G1改装成9.0V的电压表需要串联分压电阻，串联电阻阻值为=2900.0Ω.
15.解：(1)根据匀变速直线运动的位移公式有： (2分)
解得：a=8m/s2 (1分)
(2)如图所示，根据牛顿第二定律有：mg－f=ma (2分)
解得下落过程中物体所受阻力的大小f=40N (2分)
16.解：假设小球刚好能过最高点，在最高点时小球只受重力作用
此时重力提供向心力，有 (2分)
解得小球能过最高点的最小速度 (2分)
设小球运动到最高点P时的速度为v，小球从M点运动到P点的过程中，根据机械能守恒定律，有
(2分)
解得，即小球刚好能过最高点. (2分)
17.解：(1)进入磁场前，金属棒已离开弹簧，弹簧的弹性势能全部转化为金属杆的动能，
有J=8J (1分)
(2)刚进入磁场时，金属杆切割磁感线产生感应电动势
回路的电流为 (1分)
金属杆所受的安培力大小为，方向向左(1分)
所以金属杆的加速度大小=4m/s2，方向向左 (1分)
(3)进入磁场中的任一时刻，金属杆的加速度大小为 (1分)
当电量q=3C时，m/s=3m/s (1分)
金属杆的速度=1m/s.(金属杆还没有停下，仍在运动) (1分)
系统产生的焦耳热=8J－J=7.5J (1分)
金属杆产生的焦耳热J=1.5J (1分)
18.解：(1)沿y轴正方向发射的粒子在磁场中运动的轨迹如图所示：
设粒子运动的轨迹半径为R，根据几何关系有 (1分)
可得粒子在磁场中做圆周运动的半径R=2a (1分)
根据洛伦兹力提供向心力： (1分)
得粒子的发射速度大小 (1分)
粒子从O到P做匀速圆周运动，速度大小不变，故经过P点的速度大小为
根据几何关系可得，所以 (1分)
即P点速度与y轴负方向夹角为60°
(2)由磁场中的运动可知粒子带负电，由电场中的运动可知粒子所受电场力向上，故电场强度的方向为垂直x轴向下 (1分)
粒子在电场中沿x轴方向做匀速直线运动，沿y轴方向做匀减速直线运动，则有
(1分)
(1分)
解得 (1分)
(3)粒子在磁场中运动时间 (1分)
粒子在电场中运动时间(1分)
故粒子从O运动到Q所用时间为. (1分)